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彩色手机风潮下的LCD驱动IC新天空
类别:电子综合  
 
        

    

    

     张璇 LCD的时代早已经来临!根据富士Chimera预测,2005年LCD产值中,前12大应用领域分别为:笔记型计算机、液晶监视器、10英寸以上液晶电视、移动电话、便携式游戏机、汽车导航器、摄录像机、液晶投影机、便携式信息终端产品(PDA等)、数字相机以及投影电视。其中,移动电话市场一直是小尺寸LCD业者的必争之地,从去年开始,彩色手机风潮兴起,使得LCD关键零组件之一的驱动IC鱼翻身。 在一般家庭用电器中,从LCD电视、LCD面板的冰箱、洗衣机,不难发现LCD已经跟生活密不可分。就连人手一支的手机也早就是LCD的天下,依IDC预估2003年全球手机销售量10亿支作为估算基准算,每支手机显示器的平均价格仍维持新台币100元,则移动电话用显示器单一市场的规模,即可达新台币1,000亿元(约33亿美元)。可见LCD市场之庞大。 LCD市场成长开始 手机扮演要角 尽管2001年全球移动电话规模呈现成长趋缓的现象,但是手机屏幕仍是关键零件,因此随着手机市场的起伏,产值仍呈现成长。其中最大的因素在于搭载彩色面板的比重较2000年有极明显的增加,且随着移动电话的演进,所用的屏幕更逐渐朝高画质、高解析的OLED与AM-LCD发展。 随着消费能力的提升,当手机市场规模已达一定水准之后,需求便转向不再是以新购买者为主要族群,而是换机市场。据工研院经资中心ITIS计划统计2001年手机的需求约有50%是来自于新用户,到了2002年则有60%的手机的需求将来自于换机市场,甚至到了2005年换机的需求更将成为手机订单的主要来源。 此外,在以GSM与CDMA系统规格为主的2.5G手机逐渐窜起之后,两种手机2001年全球占有率分别约为60%及21%,预估2005年支持GPRS系统的手机将可成长到2.2亿支,而支持2.5G CDMA系统的手机也从2001年的600万支快速成长到1.7亿支,总体数量将占手机需求的50%以上。 为满足青年群族的需求,国际大厂陆续推出彩色手机产品,也进一步刺激换机市场发酵。为了搭配NTT DoCoMo的服务,Sharp与富士通率先于1999年底推出全球第一支彩色手机,随后日本其它手机制造业者也陆续跟进,因此2000年可说是手机市场开始进入彩色年代。随着消费者逐渐将手机当为Data传输工具,面板的品质也逐渐成为选购产品时的主要考虑,因此从2002年开始,各大厂已经陆续推出多款彩色屏幕手机,意味着手机用面板技术将近入“战国时代”。 彩色面板技术比较 随着手机对高质量彩色显示的需求增长,LCD制造商不断着力提高显示质量,并简化集成难度。市场研究公司iSuppli/Stanford Resources预测手机市场对彩色LCD的需求将会从2003年的5.33亿单元分别增加到2006年的2,400万和7.7亿单元。该公司甚至乐观表示,下一年度彩色LCD将会在手机市场中占据半壁江山。 彩色手机2003年占手机市场逾四成 据DisplaySearch估计,2003年约具有4.5亿支手机市场,其中单色手机约有 2.52亿支,彩色TN-LCD面板手机约1.03亿支,TFT-LCD 面板手机约6800万支,其余是使用OLED(有机电激发光显示器)及LTPS(低温多晶硅)技术生产面板的手机。 DisplaySearch预估,自今年起至2007年止5年间,单色手机数量分别为2.52亿支﹑2.18亿支﹑1.87亿支﹑1.81亿支﹑1.63亿支等;同期间彩色 STN-LCD面板手机数量分别约1.03亿支﹑1.04亿支﹑0.92亿支﹑0.87亿支﹑0.86亿支等。使TFT-LCD面板的手机数量分别为 0.68亿支﹑0.7亿支﹑0.81亿支﹑0.73亿支0.7亿支等。 至于显示面板部分,根据DisplaySearch的预估,2003年手机用LCD市场规模将可达4.5亿片,并可望在2004年、2005年、2006年分别扩大到5.1亿片、5.6亿片、6.2亿片,呈年均11%的幅度成长。 眼见如此大好江山,行动迅速的业者早已进行布局。韩商三星SDI 在1999年供应全球手机业者的手机用LCD为3,500万片,2000年扩增到4,900万片,2001年增加到6,600万片,2003年则约1亿片左右。而三星SDI更在去年即表示,2002年手机用LCD产量约在9,900万片到1.03亿片之间,2003年计划将产量增加到1.11亿~1.21亿片。其中,Mono STN-LCD 8,000~8,500万片、Color STN-LCD 100万片、UFB-LCD(Ultra Fine & Bright - Liquid Crystal Display)3,000~3,500万片。同时,计划在明年将包含UFB-LCD(Ultra Fine & Bright - Liquid Crystal Display)的Color LCD生产比重,由5%大幅提高到30%。 三星看到商机,其它业者自然也看到了。日商NEC也宣布加强手机用LCD驱动IC事业,计划推出4色灰阶LCD驱动IC以开拓低阶手机用LCD市场。该公司预期手机用LCD驱动IC事业营收将可由2001年度的100亿日圆大幅成长至2002年的300亿日圆。其中200亿日圆则将由欧洲、韩国、中国等海外市场贡献。2000年日本手机屏幕逐渐朝彩色化发展时,NEC即决定投入手机用LCD驱动IC市场,而这项产品营收约50%均来自日本市场。一直到近期欧洲等地区彩色屏幕GSM手机种类才逐步增加,因此NEC加紧推出新款驱动IC,投入欧洲及其它市场同时也逐步提升海外市场营收比重。 Color-STN二年内仍主宰彩色手机市场 目前彩色手机用显示器相当多元,包括Color-STN、TFT-LCD、LTPS、OLED等,目前以TFT-LCD与Color-STN使用情况较为普遍。在2001年前,彩色手机市场几乎集中在日本,而日本彩色手机又以使用TFT-LCD为主,以致于TFT-LCD在手机市场的占有率高达60%以上,但自2001年日本以外区域彩色手机市场逐渐成长,而这些区域所推出彩色手机多配备Color-STN,再加在日本手机市场低成长,以致于TFT-LCD在手机市场的占有率逐年下滑。 根据统计2002年Q1日本STN LCD产值从288亿日币快速成长到417亿日币,成长幅度高达44﹪,主要的原因在于C-STN手机面板在2002年下半年度市场需求已经逐渐浮现所致,但是与2001年相比日本国内生产值仍旧呈现衰退的情况。至于TN-LCD2002年每季产值则是呈现稳定的情况并无明显的波动,整体而言2002年日本TN/STN LCD总生产值达到1754亿日币。预期未来日本TN/STN-LCD厂商将只剩下少数厂商继续生产TN/STN产品,再加上各家厂商为了预留产品升级的空间,皆使用Color-STN显示器做为首波主打。虽然Color-STN不足以应付未来手机显示器高色彩数及高分辨率的需求,再加上LTPS、OLED等新型显示器进入手机市场,将威胁Color-STN市场地位,不过Color-STN的低耗电量及低单价使其仍有相当大的竞争优势,只不过随着新竞争者的加入,将使得Color-STN将由目前中低阶的产品定位,压缩至低阶的产品定位。2003年Color-STN在手机市场的占有率达64%,超越TFT-LCD成为主流产品,因此两年内Color-STN仍将占有最大的市场。 彩色手机出货预估 单位:百万支 资料来源:日经Market Acess 彩色手机带动驱动IC的春天 随着彩色手机的风潮渐起,包括数字相机手机在内的彩色手机,已经逐渐成为手机标准配备。日经产业新闻指出,由于数字相机、彩色手机对LCD驱动IC需求日益高涨,带动日本电子零组件供货商冲电气规划将2003年度LCD驱动IC的生产规模扩大为目前的3倍。 冲电气目前主要是在宫崎M3厂生产LCD驱动IC。未来一年冲电气仍将主要利用该厂现有生产线以增产,但相关人员同时指出未来若M3厂产能达到满载时,将再启用另一座位于宫城的M2厂生产线。目前该M3厂据点拥有0.35~0.5微米制程、6英寸晶圆生产线,全线月产能总共为4万片,其中5,000片用来生产LCD驱动IC。从冲电气新近公布的2003年度计划中得知该公司已规划将LCD驱动IC的月产能提升到1.5万片,并开始供应彩色STN LCD面板用、有机EL面板用驱动IC,显见冲电气计划藉由扩增LCD驱动IC生产体制以强化收益的经营策略。 LCD驱动IC系制造液晶显示器(LCD)零件之一,一般可分为TFT型驱动IC及TN/STN型驱动IC,TFT型驱动IC主要应用于笔记型计算机及液晶监视器用大尺英寸TFT-LCD面板上,TN/STN型驱动IC主要应用于移动电话、PDA(个人数字助理器)、翻译机等小尺英寸STN面板上。 手机用驱动IC为日厂天下 2000年时表现极为亮丽的驱动IC,隔年即面临到供过于求的情境,手机驱动IC也因台湾厂商积极切入之下,价格从当年初1.5美金下滑至年底每颗仅需要0.7-0.9美金,下滑比重接近3成。虽然市场上的竞争已经陷入价格肉搏战的局面,但是从厂商的市场占有率观察,国际领导厂商似乎并未因此而降低占有率。 IEK统计,2001年前三大供应厂商依旧是由Epson(25%)、Philips(22.4%)与Sharp(13.1%)蝉连,虽然Sharp的市场占有率与2000年相比有些微的的下滑,但是前三大总市场占率仍高达60%。原因除了厂商在技术与研发上投入众多的心血之外,另一关键因素在于Epson、Philips与Sharp本身也提供了全球5成以上的手机面板,因此整体景气虽然不佳,但是在国际大厂高度垂直整合的情况之下,IEK预估短时间内竞争态势并不容易发生结构性的改变。 根据IEK统计,2002年全球彩色手机的需求约为9400万支,全球手机面板彩色化的比重已经成功突破2成以上,估计2003年全球彩色面板的搭载率将极有机会达到40﹪,其中C-STN由于价格与品质符合国际大厂的需求,市场需求量将率先增加,采用更高档的a-TFT或是LTPS的手机也将于2004年后开始快速的成长。 而根据IEK另一项统计显示,2002年第四季全球手机面板用驱动IC的主要供应来源还是集中在Seiko Epson、Philip、Samsung等外商手中,以M-STN驱动IC而言,全球市占率最高的业者为Philips,其全球市占率约为25%,其次为Samsung的24%,以及Seiko Epson的23%。在C-STN面板用驱动IC方面则以Seiko Epson的全球市占率约为28%排名第一。Sharp的市占率约为20%排名全球第二,Samsung则以18%的全球市占率列居第三。TFT-LCD面板用驱动IC方面,由于日系厂商为全球最积极将TFT-LCD面用于手机的国家,因此日系业者在手机面板用驱动IC市占率也最高,2002年第四季,Hitachi全球市占率约为25%,其次为Seiko Epson的24%,以及Sharp的18%。 LCD驱动IC咸鱼翻身 由于全球手机及液晶面板相关产业(笔记型计算机、监视器)需求快速成长,使得1999年第4季LCD驱动IC供给渐趋不足,依日本TSR(Techno Systems Research)资料,1999年TFT型驱动IC需求量约3.65亿颗,2000年估计约4.35亿颗成长19%以上,2001~2003年将以25.6%的年复合成长率持续往上攀升。1999年TN/STN型驱动IC需求量约3.23亿颗,2000年达4.56亿颗成长超过40%,预估2001~2003年复合成长率约35%。 而彩色手机的出现刺激消费者更换彩色手机的风潮,进而带动彩色面板及彩色机驱动IC的需求。2000年以前市面上以单色的手机为主,自从1999年底NTT DoCoMo推出第一台彩色手机F502i后开始刺激彩色面板及彩色STN驱动IC的需求量上升。2001年全球手机驱动IC的市场需求约为5亿2千万颗。2002年由于手机市场需求不如预期热烈,以及彩色STN驱动IC已渐渐由原先的二颗整合成一颗,市场对驱动IC的需求量非但没有上升,反而呈现微幅下降,2002年全球手机驱动IC需求量约为4亿9千万颗。2003年在彩色手机换机市场需求的带动下,预计全球驱动IC需求量将可提升至5亿6千万颗。 2001年TFT面板用驱动IC的市占率约为8%,2002年已提升至20%左右。未来单色手机的需求将愈来愈少,导致单色手机面板用驱动IC的比例逐渐下降,彩色手机面板用驱动IC的需求将逐渐增加,预估2005年全球手机用驱动IC需求将达6亿9千万颗,彩色手机用驱动IC的需求比例将可提升至55%以上。 驱动IC价格下滑有助手机面板彩色化趋势 手机已是彩色屏幕的天下,再加上手机厂商刻意降价来吸引市场买气,包括摩托罗拉、诺基亚、Sony Ericsson、三星等国际大厂与中国手机厂商,均已加速推出彩色手机,然而手机面板的售价过高。以C-STN面板而言,目前的售价仍旧高于过去黑白STN面板数倍以上,若采用TFT LCD则价格将更为昂贵,而驱动IC的价格曾大幅攀升,亦是LCD面板高居不下的主因。 根据统计 2002年全球手机面板用驱动IC需求约为5亿颗,其中单色面板用驱动IC的需求约占总体需求的66%,彩色手机面板用驱动IC需求的比例约为34%。然而以2002年来看,单色STN驱动IC价格每颗维持在1美元左右,256色及4096色COG封装驱动IC的价格每组大约为4美元,65万色的驱动IC价格则维持在5美元左右。 TFT手机用驱动IC的价格则约为65万色STN驱动 IC价格的1.5倍左右。2002年由于彩色手机风潮的兴起,市面上对于彩色手机面板用驱动IC的需求急升,因此彩色手机面板用驱动IC略呈供给小于需求的情况,导致价格高居不下。不过随着2003年起台湾、韩国厂商相继投入彩色C-STN以及TFT手机面板用驱动IC的生产行列中,未来供需将逐渐稳定,短期内价格也可望呈现下滑趋势。 整体而言,1999年至2003年间LCD驱动IC年复合成长率约30%。2000年全球LCD驱动IC主要生产厂商(如日本德仪、夏普、NEC等)虽积极扩充产能,仍无法满足需求,而其主要原因在于半导体景气复苏、晶圆代工厂产能满载,因此全球6英寸以下晶圆厂产能有限。 虽然晶圆尺寸已开始由8英寸转入12英寸时代,但老旧6英寸厂却没有因此被市场淘汰,反而开始转入利基市场,并争取到生存空间。因为6英寸厂在LCD驱动I C高压制程、功率晶体管(Power MOSFET)等市场,与8英寸厂仍具有成本与技术上优势,加上6英寸厂折旧多已提完,应是最具稳定获利能力的市场。 目前台湾8英寸以下的晶圆厂共有10座,其中5英寸厂有2座,分别是汉磊及华邦一厂,而6英寸厂则有8座,包括旺宏一厂、华邦二厂、联电二厂、台积电一厂、二厂、汉扬(原德碁一厂)、天下及力生。 被华邦名为BG1的华邦一厂及二厂,由于设备的折旧老早摊提,因此华邦积极在附加价值高的领域积极开拓产品线,而LCD驱动IC则被相中成主角。先前LCD驱动IC的生产者,几乎全数为日本厂商的天下,大厂包括日本TI、Sharp、Hitachi、Toshiba及NEC等。不过由于98年的不景气加上金融风暴,使得这些大厂决定关掉许多获利能力不佳的旧晶圆厂。 过去几年,因为半导体主流制程不断微缩,与追求单位成本最低化,晶圆尺寸由6英寸转进至8英寸,近期则因DRAM厂利用12英寸晶圆生产出的DRAM,单位成本又较8英寸晶圆为低,因而再转进至12英寸,老旧6英寸厂渐被冷落。不过,因芯片产品种类区分更加微细,再加上LCD用驱动IC并不需要采用成本较高的8英寸晶圆厂生产,以致6英寸厂近期再度成为市场焦点。 台湾厂商积极抢进驱动IC市场 CSTN必须搭配自有的驱动IC,无法与STN或TFT的驱动IC功用,因此很多台湾厂商从去年起陆续投入研发,包含亚全、凌阳、义隆,但目前的主要供货商还是日商Epson、Hitachi等,台湾的CSTN面板厂目前还是向日本采购,品质还是关键,等到第一波CSTN面板成长期过后,有比较大的成本压力,加上台湾的技术比较成熟,台湾的CSTN驱动IC才会有比较好的机会,不过台湾IC设计业仍已先一步积极抢进。 台湾在LCD上的蓬勃发展,不论是TFT或STN,势必带动其上游材料和零组件产业的萌芽。过去台湾业界倾力的重点大都集中在彩色滤光片和背光板,从1999年下半年开始,IC专业设计业者开始密集投入驱动IC的开发并有少数的样品出货。 事实上台湾业界早已开始注意到LCD驱动IC的市场潜力,单单靠国产STN LCD一年数千万片的出货量,仍拥有近亿美元的商机。但前几年未大举投入的原因在于考虑到台湾缺乏模拟设计的人才,也不了解LCD驱动的技术,再加上联电和台积电缺乏驱动IC所必备的高压制程,台湾后段构装业者也没有够格的相关金粒凸块和TAB技术的配合。因此整个从设计到量产的体系都未臻完整。 但直到联电、台积电和华邦已有能力提供高压制程,后段方面也为配合晶圆代工而完成开发,封装公司也有TAB的能力。另一方面STN面板业者,如胜华等,因具备了COG的能力,不需要IC后段的支持,就可直接把晶圆做进模块内。于是有志于驱动IC的业者便大力投入。 虽然驱动IC已是成熟的产品,但需要足够的模拟设计经验才能做得好,并得要和晶圆厂、封装厂密切的配合,又得要和LCD模块厂商建立良好的关系。尤其日本业界在台湾市场耕耘甚久,近来南韩的三星亦略有斩获。这些IDM能够透过内部的整合资源提供较完整的解决方案,累积的经验和庞大的资源,不是台湾专业IC设计公司一时之间所能抗衡的。因此台湾业者在产品竞争力不如日韩业者。不过,STN型的驱动IC,为了因应STN LCD产品的多样化,需要有弹性的设计,并须立即提供支持,因此台湾业者仍深具胜算。 一般而言,影响手机面板用驱动IC在市场上的关键因素,除了IC设计业者本身的技术能力有关之外,还包括IC开发初期是否能取得手机制造业者对面板分辨率、及像素规划等规格,能否顺利向面板业者取得面板特性的规格,以及是否能顺利被面板及手机系统业者及面板业者采用。 目前台湾在彩色手机面板用驱动IC领域尚处萌芽阶段,主要面临的问题除了在技术发展的时程落后国外业者之外,缺乏面板及手机系统业者支持等原因都是影响台湾手机面板用驱动IC发展的重要因素。 随着全球彩色手机市场的持续发烧,将带动彩色手机面板用驱动IC的需求增加,以及业者采用新的IC供应来源之意愿。在手机系统产品方面,近年来台湾业者开始陆续进入手机生产领域,目前岛内除了有十家已上的手机代工厂商之外,明碁、英华达以及大霸等自有品牌的市场亦逐渐提升。根据Display Search统计,今年度全球大尺寸LCD出货比重台湾将占37%,全年出货量3,397.3万片,逐渐凌驾韩国;全球手机用彩色STN及TFT用市场今年度市占率可到33.9%,到2005年将超过一半。 在面板制造方面,友达、奇美等面板业者也积极规划投入彩色手机面板的生产行列等因素,对于台湾发展彩色手机面板用驱动IC都是利多。台湾在IC制造领域向来具有低成本、高品质、高弹性的晶圆生产优势,在未来彩色手机面板用驱动IC的价格竞争压力逐渐提高的趋势下,将有机会吸引更多业者采用台湾业者所生产之驱动IC。 台湾过去在M-STN手机面板用驱动IC的领域,由于投入时间点较晚,以致错失进入市场的时机。未来台湾驱动IC业者若计划进入彩色手机面板用驱动IC的市场,除了加强技术能力的提升之外最大的挑战在于如何与手机面板厂商及手机系统业者保持良好关系。